I. Ручные инструменты
Как препрег, так и сухие волокна можно разрезать ручными инструментами, такими как ножницы, ножи для пиццы и ножи. Материалы из кевлара труднее резать, чем стекло или углеродное волокно, а инструменты изнашиваются быстрее. Резиновый скребок и щетка используются для пропитки сухого волокна мокрой укладкой смолы. Для создания макета реставрации использовались маркеры, линейки и круглый шаблон. Это показано на рисунке 31.
Рис. 31. Ручные инструменты для ламинирования-укладок.
II. Пневматические-инструменты
Для обработки композитов используются-электроинструменты с пневмоприводом, такие как дрели, фрезы и шлифовальные машины. Использование электродвигателей не рекомендуется, поскольку углеродное волокно является проводящим материалом и может вызвать короткое замыкание. Если используются электроинструменты, они должны быть полностью закрытого типа. Как показано на рисунке 32.
Рисунок 32. Пневматические инструменты для ремонта композитных материалов.
III. Пленка для шин
Алюминиевая пластина обычно используется для поддержки детали во время процесса отверждения. На опалубку наносится разделительная пленка, или разделительная пленка, чтобы деталь не прилипала к опалубке. Панели с тонким покрытием также используются в верхней части ремонта при использовании термосвязующего. Лист с покрытием обеспечивает более равномерный нагрев области, которая заканчивается более гладким композитным ламинатом.
IV. Вспомогательные инструменты и формы
Для некоторых ремонтов требуются инструменты для поддержки детали или поддержания профиля поверхности во время отверждения. Для изготовления таких инструментов можно использовать самые разные материалы. Тип материала зависит от типа ремонта, температуры отверждения и того, является ли это временным или постоянным инструментом. Для отверждения в печи и горячем пресс-танке требуются вспомогательные инструменты из-за высоких температур отверждения. Если не использовать вспомогательные инструменты, деталь деформируется. Существует множество типов инструментальных материалов. Некоторые из них отливаются в соответствии с профилем конкретной детали, а другие используются в качестве жестких опор для удержания профиля во время отверждения. Пластырь – недорогой и удобный материал для контурной пластики. Его можно заполнить стекловолокном, пенькой или другими материалами. Штукатурка не очень долговечна, но ее можно использовать как временное средство. На боковую поверхность инструмента обычно наносится слой эпоксидной смолы, армированной стекловолокном, для улучшения качества отделки.
Формовочные смолы используются для пропитки стекловолокна, углеродного волокна или других армирующих материалов для изготовления долговечных инструментов. Сложные детали изготавливаются из металла или жаропрочных-пластин и обрабатываются на 5-осном оборудовании с ЧПУ для изготовления основных инструментов, которые можно использовать для изготовления деталей самолетов. Это показано на рисунке 33/34..
Рисунок 33: 5-осевой инструмент с ЧПУ и оборудование для изготовления пресс-форм.
Рис. 34. Форма воздухозаборника.
V. Материалы для вакуумной упаковки
Ремонт композитных компонентов самолетов обычно осуществляется с использованием метода герметизации вакуумным мешком. Место ремонта запечатывается полиэтиленовым пакетом. Затем из мешка откачивается воздух, так что ремонтные слои стягиваются вместе и между ними не остается воздуха. Атмосферное давление создает прочную и надежную связь во время процесса ремонта.
Для использования деталей, упаковываемых в вакуумные пакеты, доступно несколько технологических материалов. Эти материалы не являются частью ремонта и выбрасываются в конце процесса ремонта.
VI. Агенты выпуска
Разделительный состав, также известный как разделительный состав для пленочных инструментов, позволяет легко удалить отвержденную деталь из формы или пластины шины.
VII. Разделительная пластина
Разделительный слой создает путь для выхода воздуха и летучих веществ из ремонтируемого материала. Избыток смолы собирается в сепараторе. Материал сепаратора может состоять из слоя стекловолокна, нетканого полиэстера или также может представлять собой материал с перфорированным тефлоновым покрытием (Teflon)®. В Руководстве по ремонту конструкций (SRM) описывается, какой тип и сколько слоев разделения требуется. Как правило, чем толще ламинат, тем больше слоев требуется.
VIII. Поверхностные ламинаты
Поверхностные ламинаты обычно используются для создания чистой поверхности для склеивания. На отремонтированную деталь наносится тонкий слой стекловолокна. Непосредственно перед присоединением детали к другой конструкции слой кожи удаляется. Кожный слой легко снимается и оставляет чистую поверхность для приклеивания. Обшивочные слои изготавливаются из полиэстера, нейлона, фторированного этиленпропилена (FEP) или стекловолокна с покрытием. Если они перегреются, их будет сложно удалить. Некоторые шкуры с покрытием могут оставлять на поверхности нежелательные загрязнения. Предпочтительным материалом для снятия изоляции является полиэстер, который можно отверждать при нагревании для устранения усадки.
IX. Клейкая лента
Лента для запечатывания вакуумных пакетов, также известная как клейкая лента, используется для запечатывания вакуумных пакетов на деталях или инструментах. Всегда проверяйте температурный диапазон клейкой ленты перед ее наклеиванием, чтобы убедиться, что вы используете клейкую ленту, соответствующую температурному диапазону.
X. Пористая разделительная пленка
Пористая разделительная пленка используется для пропуска воздуха и летучести при ремонте, что предотвращает прилипание разделительного слоя к детали или ремонту. Доступны различные размеры отверстий и расстояние между ними в зависимости от требуемого объема нагнетания.
XI. Твердая разделительная мембрана
Использование твердой разделительной пленки предотвращает прилипание препрега или влажного слоя к рабочей поверхности или облицовочной плите. Если используется твердая разделительная пленка, она также предотвращает утечку смолы и повреждение термоодеяла или пластины покрытия.
XII. Воздухопроницаемые-материалы
Описанный воздухопроницаемый материал используется для обеспечения пути выхода воздуха из вакуумного мешка. Воздухопроницаемый материал должен контактировать с сепаратором. Обычно полиэфирное волокно используется весом 4 унции. или 10 унций. 4 унций. используется для применений ниже 50 фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм) и 10 унций. используется для 50 - 100 фунтов на квадратный дюйм.
XIII. Вакуумные пакеты
Материалы вакуумного мешка обеспечивают прочный слой между ремонтным материалом и воздухом.
Доступны материалы для вакуумных пакетов с различными температурными режимами, поэтому убедитесь, что материал, используемый для ремонта, выдерживает температуру отверждения. Большинство материалов для вакуумных пакетов-предназначены для одноразового использования, однако пакеты из гибкого силиконового каучука можно использовать повторно. В материале мешка делаются два небольших надреза для установки клапана вакуумного зонда. Вакуумные пакеты не очень гибкие, и если вы хотите уместить в них сложную форму, вам придется укладывать пакеты в несколько слоев. Иногда используют пакеты типа конвертов, но недостатком этого метода является то, что давление вакуума может раздавить детали. Многоразовые сумки из силиконовой резины более гибкие. Некоторые имеют встроенные-одеяла с подогревом, которые упрощают задачу упаковки. Это показано на рисунках 35/36/37.
Рис. 35. Упаковочные материалы.
Рис. 36. Пакеты для сложных деталей.
Рис. 37. Самозапечатывающиеся-вакуумные пакеты для нагревательных элементов.
XIV. Вакуумное оборудование
Вакуумные насосы используются для откачки воздуха и летучих веществ из вакуумного мешка для изготовления ламинатов, фиксированных при атмосферном давлении. В ремонтных мастерских используются специализированные вакуумные насосы. Для ремонта самолетов можно использовать мобильные вакуумные насосы. Большинство клеев для горячего склеивания оснащены встроенным-вакуумным насосом. В качестве вакуумных линий используются специальные воздушные шланги, поскольку обычные воздушные шланги могут сплющиваться во время вакуума. Вакуумные линии, используемые в печах или автоклавах, должны выдерживать высокие температуры в нагревательном блоке. Регуляторы вакуумного давления иногда используются для снижения вакуумного давления во время расфасовки.
XV. Стол для вакуумного уплотнения
Стол для вакуумного уплотнения — удобный инструмент для разрушения многослойных композитных ламинатов. Стол для уплотнения представляет собой вакуумный мешок многоразового использования, состоящий из металлической столешницы с откидной крышкой. Крышка включает в себя прочный каркас, гибкую мембрану и вакуумное уплотнение. Ремонтный слой укладывается на поверхность стола и герметизируется под крышкой с помощью вакуума для удаления попавшего воздуха. Некоторые из уплотненных столов подвергались нагреву, но большинство – нет.
XVI. Печь
Композиты можно отверждать в печи с использованием различных методов приложения давления. Обычно вакуумная рубашка используется для удаления летучих веществ и захваченного воздуха и отверждения при атмосферном давлении, как показано на рисунке 38. Другой метод приложения давления для отверждения в печи — использование термоусадочной пленки или термоусадочной ленты. Печь отверждает систему материала с помощью горячего воздуха, циркулирующего на высоких скоростях. Типичные температуры отверждения в печи составляют 250 градусов F (121 градус) и 350 градусов F (176,67 градусов). В духовке имеется датчик температуры, который передает данные о температуре обратно на контроллер духовки. Температура печи может отличаться от фактической температуры детали в зависимости от расположения датчика печи и положения детали в печи.
Рис. 37. Печь для отверждения с двойной-дверью.
Тепловая масса детали внутри печи обычно больше, чем тепловая масса окружающей печи, и температура детали будет значительно отставать от температуры печи во время процесса нагрева. Чтобы справиться с этими различиями, на детали необходимо разместить как минимум две термопары (химические) и подключить их к устройству измерения температуры (отдельный самописец, термосвязующее устройство и т. д.), расположенному вне печи. Некоторые контроллеры духовки могут управляться термопарой (химией), размещенной на ремонтируемой детали.
XVII. Горячие пресс-танки
Системы горячего прессования баков позволяют протекать сложным химическим реакциям внутри сосуда под давлением для обработки широкого спектра материалов в зависимости от заданного распределения времени, температуры и давления. Как показано на рисунке 39, различия в материалах и процессах увеличивают условия эксплуатации высокотемпературных резервуаров горячего прессования со 120 градусов (250 градусов F) и 275 кПа (40 фунтов на квадратный дюйм) до более чем 760 градусов (1400 градусов F) и 69 000 кПа (10 000 фунтов на квадратный дюйм). Высокотемпературные-резервуары горячего прессования, работающие при более низких температурах и давлениях, могут находиться под давлением воздуха, но если для цикла отверждения требуются более высокие температуры и давления, следует использовать смесь воздуха и азота в соотношении 50/50 или 100 % азота, чтобы уменьшить вероятность возгорания-возгораний в резервуарах горячего прессования при высоких-температурах.
Рис. 39. Резервуар для высокотемпературного горячего прессования.
Основными компонентами автоклавной системы являются: резервуар для поддержания давления, источник для нагрева газового потока и его равномерной циркуляции внутри резервуара, подсистема для создания вакуума к деталям, покрытым вакуумным мешком, подсистема для контроля рабочих параметров и подсистема для загрузки форм в автоклав. Современные автоклавы управляются компьютерами, которые позволяют оператору программировать и контролировать все типы циклов отверждения. Самый точный способ управления циклом отверждения — это управление контроллером бака горячего пресса с помощью термопар, размещенных на реальной детали.
Большинство деталей, обрабатываемых в баке горячего прессования, покрывают вакуумным мешком, который используется в первую очередь для уплотнения ламината и обеспечения пути для удаления летучих веществ. Вакуумный мешок позволяет детали находиться под перепадом давления вне горячего пресса без прямого воздействия окружающей среды горячего пресса. Вакуумные пакеты также используются для применения к деталям различной степени вакуума.
XVIII. Термические связующие и тепловые лампы
Типичные-методы обогрева на борту включают в себя нагревательные одеяла, инфракрасные лампы и устройства горячего воздуха. Все нагревательные устройства должны каким-то образом контролироваться, чтобы можно было подавать правильное количество тепла. Это особенно важно при ремонте с использованием препрегов и клеев, где часто указываются контролируемые скорости нагрева и охлаждения.
XIX. Терморазъемы
Терморазъем – портативное устройство, которое автоматически управляет нагревом на основе обратной связи по температуре из зоны ремонта. Термосвязующее устройство также оснащено вакуумным насосом для подачи и контроля вакуумного оборудования в вакуумном мешке. Термическое связующее контролирует цикл отверждения с помощью термопар, размещенных рядом с местом ремонта. Для некоторых ремонтов требуется до 10 термопар. Современные термосклеивающие устройства могут запускать множество различных типов программ отверждения, а данные цикла отверждения можно распечатать или загрузить на компьютер. Это показано на рисунке 40.
Рисунок 40. Оборудование для горячего-связывания
ХХ. Тепловые одеяла
Тепловое одеяло – это гибкий обогреватель. Он изготовлен из двух слоев силиконовой резины с металлическим нагревателем между двумя слоями. Тепловые одеяла являются распространенным методом обеспечения теплом для обслуживания самолетов. Тепловыми одеялами можно управлять вручную; однако их обычно используют с термическим связующим. Тепло передается от одеяла за счет проводимости. Следовательно, тепловое одеяло должно прилегать к детали и находиться в 100% контакте с деталью, что обычно достигается с помощью давления вакуумного мешка. Как показано на рисунке 41.
Рисунок 41. Горячее одеяло.
XXI. Тепловые лампы
Инфракрасные тепловые лампы можно использовать для отверждения композитов при высоких температурах, если не используются вакуумные пакеты. Однако они обычно неэффективны, когда температура отверждения превышает 150 градусов по Фаренгейту или когда площадь превышает 2 квадратных фута. Также сложно контролировать нагрев с помощью лампы, а лампы имеют тенденцию очень быстро создавать высокую температуру поверхности. Тепловые лампы можно использовать для подачи отверждающего тепла на большие или неровные поверхности, если они контролируются термостатом. Для управления тепловой лампой можно использовать термосвязующие.
XII. Системы горячего воздуха
Системы горячего воздуха могут использоваться для ремонта композитных материалов и в основном ограничиваются небольшими ремонтами и участками сухого ремонта. После завершения вакуумной упаковки теплогенератор подает горячий воздух непосредственно в изолированный кожух, расположенный вокруг зоны ремонта. Горячий воздух окружает место ремонта равномерным повышением температуры.
Продолжение следует
Источник Публичный веб-сайт Composites Frontier